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专练15　　功和机械能

　功、功率
1．(2017江西)如图1所示，是台球比赛中球杆击球后两球相撞的场景，此现象说明力能改变物体的____________，台球在桌面上滚动的过程中，球杆对台球__________(选填“做功”或“不做功”)。
2．（2017?桂林）下列事件中，力对物体做了功的是（　　）
A．用力推汽车，没有推动
B．将重物从一楼扛到二楼
C．举重运动员举着杠铃保持不动
D．提着水桶在水平路面上匀速前行
3．（2018?天津）中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重62kg级冠军，挺举成绩是176kg，图2为他比赛时的照片。他在挺举过程中对杠铃做的功最接近（　　）
A．600J
B．1200J
C．1800J
D．3400J
4．如图3所示，某公司研发的智能服务机器人，它具有净化室内空气、陪伴老人聊天散步等功能．若它在50N的牵引力作用下，以0.5m/s的速度在水平地面匀速直线行驶60s，求：
(1)它行驶的路程；
(2)此过程中牵引力所做的功；
(3)牵引力做功的功率．






　动能、势能
5．(2017·邵阳)邵阳市在创建文明卫生城市期间，每天洒水车都清洁街道．匀速行驶的洒水车在洒水的过程中，洒水车的动能________．(填“增大”“不变”或“减小”)
6．（2018?内江）如图所示，货架上放着ABCD四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球，那么A和B两球相比较，________球的重力势能大；B和C两球相比较，做功本领更大的是________球。（ρ铅＞ρ铁）




　机械能及其转化
7．（2018?玉林）2018年世界杯正在俄罗斯举行，如图所示，是正在加速下降的足球，在此过程中，对其机械能的变化情况，下列分析正确的是（　　）
A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大
C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小
8.（2018?沛县三模）把篮球斜向上抛向空中，忽略空气阻力，能正确反映球离手后至落回地面前机械能E与篮球离地高度h的关系的图线是（　　）

A． B． C． D．
9．(2018·云南)如图所示，光滑斜面PM与水平面MN平滑连接，弹簧左端固定．小物块在斜面上从P点由静止滑向M点的过程中，机械能________；小物块压缩弹簧的过程中，弹簧的弹性势能________．(填“变大”“变小”或“不变”)

10．（2018?赤峰）如图所示是蹦床运动，当运动员从高处下落过程中___________能转化为动能，运动员与蹦床面接触的瞬时___________能最大；与蹦床接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化为蹦床的___________能。



重难点1　功和功率的计算
　（2018?广州）如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，OP段拉力F1为300N，F1做的功为W1，功率为P1；PQ段拉力F2为200N，F2做的功为W2，功率为P2．则（　　）

A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．P1＞P2 D．P1＜P2
【分析】（1）根据W=Fs分别计算F1和F2所做的功，然后比较即可；
（2）根据P===Fv分析比较F1和F2所做的功的功率的大小。
【解答】解：
（1）由图知，OP段的路程s1=4m，PQ段的路程s2=6m，
OP段拉力F1做的功为：W1=F1s1=300N×4m=1200J，
PQ段拉力F2做的功为：W2=F2s2=200N×6m=1200J，
比较可知，W1=W2，故AB错误；
（2）物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，所以，物体在OP段和PQ段速度相同，
又因为F1＞F2，所以根据P===Fv可知，P1＞P2，故C正确，D错误。
故选：C。
【变式训练1】　放学后，体重为500 N的小明同学背着重40 N的书包沿水平路面走了200 m，又登上大约10 m高的四楼才回到家，共用了5分钟．则他在回家的过程中对书包所做的功约为________J，功率约为________W.
【变式训练2】　新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12km，用时10min。已知该车的总质量为1.6×103kg，行驶中阻力为车重的0.05倍，此过程中该车牵引力做功________J，功率为________kW．（g=10N/kg）
重难点2　机械能及其转化
　（2018?聊城）2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星，如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒
B．卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒
C．卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒
D．卫星从近地点运行到远地点、重力势能减小，动能减小，机械能不守恒
【分析】影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度；影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度。
根据动能、重力势能影响因素的情况得出动能和重力势能的大小情况。再根据能量变化的规律：减小的能量转化为增大的能量得出答案。
【解答】解：AB、在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的；卫星从远地点运行到近地点时，相对高度减小，所以势能减小，同时速度增大，动能增大，故A正确、B错误；
CD、在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的；卫星从近地点运行到远地点时，相对高度增大，所以势能增大，同时速度减小，动能减小，机械能守恒，故CD错误。
故选：A。
【变式训练3】（2018?苏州）质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．只要A点高于D点，小环就能到达D点
B．若小环能到达D点，离开D点后将竖直向下运动
C．小环从A点到D点，重力势能一直减小，机械能不变
D．小环从A点到B点，动能一直增加，机械能不变

破解易错题
　小夏推箱子经历了如图所示的过程，最终箱子被推出去后又向前滑行了一段距离．对上述过程中涉及的物理知识，分析正确的是（　　）

A．图甲：因为箱子没动，所以小夏没有对箱子施加力的作用
B．图乙：因为箱子受到的摩擦力大于推力，所以小夏没推动箱子
C．图乙：因为小夏对箱子施加了力，所以小夏对箱子做了功
D．图丙：小夏对箱子做的功小于推力与箱子移动距离的乘积,
实验突破　探究物体的动能跟哪些因素有关
　(2018·荆州)为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验. 图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上同一位置处的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景；图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上同一位置处的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景．

(1)若要探究动能大小与速度的关系，应选择图________(填“甲”或“乙”)进行实验．
(2)木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力________(填“变大”“变小”或“不变”)，克服摩擦力做功的功率________(填“变大”“变小”或“不变”)．
(3)本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？________，原因是________．

(4)通过比较____________来比较小球动能大小．
(5)为比较超载超速带来的危害程度，兴趣小组利用上述器材进行定量研究．得到数据如下表：

小球 质量/g 高度/cm 木块滑动距离/cm
A 10 5 10
B 20 5 18
C 30 5 29
D 10 10 38
E 10 15 86
　　请根据上表数据分析，货车超载20%与超速20%两者相比，潜在危害较大的是________．


1．如图的几种情景中，人做了功的是（　　）



A.踢出去的足球 B．司机推汽车，纹丝不动 C．女孩把一箱报刊搬起来 D．学生背着书包在平路上行走
2．如图所示，光滑斜面AB＞AC，沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别为F1和F2，所做的功分别为W1和W2．则，（　　）
A．F1＜F2，W1=W2???????B．F1＜F2，W1＜W2
C．F1＞F2，W1＞W2?? ??? D．F1＞F2，W1=W2
3．（2018?广西）体育测试中，小明立定跳远的运动轨迹如图所示，他在上升过程中（　　）
A．动能减小
B．动能增大
C．重力势能减小
D．重力势能不变
4．(2018·常州)现代农业利用喷洒无人机喷洒农药，安全又高效，如图所示，喷洒无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药．此过程中，喷药无人机的（　　）
A．动能减小、重力势能减小
B．动能减小、重力势能不变
C．动能不变、重力势能减小
D．动能不变、重力势能不变
5.(2018·广州)如图所示，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，甲球下落过程中经过P、Q两点．忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．着地瞬间，两球的动能相等
B．甲球在P点和Q点的机械能相等
C．释放瞬间，两球的重力势能相等
D．从释放到着地，两球所受重力做的功相等
6．举重是我国的优势体育项目．一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间，把同样重的杠铃举起，如图所示．如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式中正确的是（　　）
A．W1=W2、P1=P2
B．W1＞W2、P1=P2
C．W1＞W2、P1＞P2
D．W1＜W2、P1＜P2
7．(2018·宜宾)如图是宜宾天池公园内的“摩天轮”，一游客坐在“摩天轮”中在竖直平面内做速度大小不变的圆周运动，游客从最低点向最高点运动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．游客的动能保持不变
B．游客的动能先增大后减小
C．游客的重力势能保持不变
D．游客的机械能保持不变

8．(2018·云南)如图甲所示，张华用水平推力F推置于水平地面上的木箱，在此过程中，推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示，木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示，则1～3 s木箱做________(填“匀速”或“变速”)运动；3～5 s推力对木箱做的功是________J.

9．(2018·铜仁)小红同学用50N的力拉着一个重为80N的物体，在水平地面上做匀速直线运动，1分钟内使物体移动60m的距离，物体的运动速度是????m/s，此过程中小红拉力的功率是????W。
10．(2018·济宁)如图所示，跳水运动员为获得充足的空间滞留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板的____________让自己上升得更高．不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程中，________(填“离开跳板”“最高点”或“入水”)时动能最大．

11．(2018·连云港)如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度．从节能的角度分析，这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将________能转化为________能储存起来，此过程中机械能总量________．

12．小华去商场购物，站在匀速上升的扶梯上，她的机械能将______（填“增加”“不变”或“减少”）；若以扶梯为参照物，她是________（填“静止”或“运动”的。）
13．(2018·益阳) 某建筑工地上一台升降机的箱体连同货物的重量为1500N，在10s内从楼的1层上升到5层，如果每层楼高3m，则升降机电动机至少做_______J的功，功率至少_______W。
14．（2018?荆州）为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景；图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。
（1）若要探究动能大小与速度的关系，应选择图________（选填“甲”、“乙”）进行实验。木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力________（选填“变大”、“变小”或“不变”），克服摩擦力做功的功率________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？________，原因是________________________________。

15．(2018·菏泽)小东积极投入到“绿色环保、低碳出行”的新潮流中，他尽量减少驾驶机动车辆外出，坚持骑自行车上下班．小东和自行车的总质量是80kg.当小东以5m/s的速度在平直的公路上骑行时，自行车着地面积为0.01m2，所受阻力是其总重的0.02倍(g取10N/kg)．求：
(1)正常行驶的自行车对路面的压强；
(2)自行车行驶1000m动力所做的功；
(3)自行车行驶的功率．





16．（2019?广东模拟）跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中，一位体重为600N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，再匀速直线下落15s，求：
（1）运动员在这30s内下落的总高度；
（2）这30s内重力做的功；
（3）匀速下降时重力做功的功率。







专练15　　功和机械能
明确考点
考点１　1.运动状态　　不做功　2.B　3.D　
解：（1）由v＝s/t得，它行驶的路程：s＝vt＝0.5 m/s×60 s＝30 m　
（2）此过程中牵引力做的功：W＝Fs＝50 N×30 m＝1 500 J
（3）牵引力做功的功率：P＝W/t＝1 500 J/60 s＝25 W　
考点２　　5.减小　6. A B
考点３　　7.A 8．D　9.不变　变大 10.重力势 动 弹性
突破重难点
【变式训练1】　400　1.3
【变式训练2】　9.6×106　　16
【变式训练3】　D
例3　D
例4　(1)乙　(2)不变　变小　(3)不能　光滑水平面上，木块将不会停下来(或木块在光滑水平面上将永远匀速直线运动下去)　(4)木块被撞距离　(5)超速20%
针对性训练
1．C　2.A　3.A　4.A　5.B　6.C　7.A　8.变速 400　9.1 50
10．弹性势能　入水　11.动　重力势　减少　12.增加 静止　13.1.8×104　1.8×103
14.（1）乙 不变 变小 （2）不能 木块做匀速直线运动
15.解：(1)自行车对水平路面的压力为：F压＝G＝mg＝80 kg×10 N/kg＝800 N　自行车对路面的压强为：p＝F压/S＝800 N/0.01 m2＝8×104 Pa　
(2)因为自行车匀速行驶，所以动力与阻力平衡，则F＝f＝0.02 G＝0.02×800 N＝16 N　自行车行驶1 000 m动力做的功为：W＝Fs＝16 N×1 000 m＝1.6×104 J　
(3)由P＝W/t＝Fs/t＝Fv得，自行车行驶的功率：P＝Fv＝16 N×5 m/s＝80 W

16.解：（1）由题可知，运动员在0-15s下落的路程为s1=210m
由图象可知，15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动，
则运动员在15-30s通过的路程为：s2=vt2=6m/s×15s=90m；
运动员在这30s内下落的总高度为：h=s1+s2=210m+90m=300m；
（2）重力做的功为：W=Gh=600N×300m=1.8×105J；
（3）匀速下降时，重力做功的功率为：
P=Fv=Gv=600N×6m/s=3.6×103W。
答：（1）运动员在这30s内下落的总高度为300m；
（2）这30s内重力做的功为1.8×105J；
（3）匀速下降时重力做功的功率为3.6×103W。

























图1

图2

图3






21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）



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